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Forum "Reelle Analysis mehrerer Veränderlichen" - Extremstelle mit Lagrange
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Extremstelle mit Lagrange: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 08:51 Mi 07.07.2010
Autor: zocca21

Aufgabe
Untersuchen sie die Funktion f(x,y) = 3 - 3/4x - y mit der Nebenbedingung [mm] g(x,y)=4x^2+4y^2-9 [/mm] nach Extremstellen.  

Ich bin nun folgendermaßen vorgegangen:

fx(x,y)= -3/4
fy(x,y)= -1
gx(x,y)= 8x
gy(x,y)=8y

(1) Nebenbedingung:

[mm] 4x^2+4y^2-9=0 [/mm]

(2) Mulitplikator in der X-Komponente

-3/4 + [mm] \lambda [/mm] 8 x = 0

(3) Multiplikator in der Y-Komponente

-1 + [mm] \lambda [/mm] 8 y = 0

Nun habe ich ja 3 Unbekannte und 3 Gleichungen, aber wie löse ich das hier am besten auf?? Vielen Dank


        
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Extremstelle mit Lagrange: nicht richtig
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 08:58 Mi 07.07.2010
Autor: Roadrunner

Hallo zocca!


So geht das nicht. Du  kannst nicht einfach beide Funktionen / Bedingungen separat ableiten.

Dein Titel verrät ja, dass Du hier mit Lagrange vorgehen sollst. Stelle also zunächst die entsprechende Lagrange-Funktion auf und differenziere diese.


Gruß vom
Roadrunner


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Bezug
Extremstelle mit Lagrange: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 09:25 Mi 07.07.2010
Autor: fred97


> Hallo zocca!
>  
>
> So geht das nicht. Du  kannst nicht einfach beide
> Funktionen / Bedingungen separat ableiten.
>  
> Dein Titel verrät ja, dass Du hier mit Lagrange vorgehen
> sollst. Stelle also zunächst die entsprechende
> Lagrange-Funktion auf und differenziere diese.

Hallo Roadrunner,

Zocca hat doch die richtigen Gleichungen:

(1) Nebenbedingung:

$ [mm] 4x^2+4y^2-9=0 [/mm] $

(2)

-3/4 + $ [mm] \lambda [/mm] $ 8 x = 0

(3)

-1 + $ [mm] \lambda [/mm] $ 8 y = 0


FRED

>  
>
> Gruß vom
>  Roadrunner
>  


Bezug
                
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Extremstelle mit Lagrange: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 09:29 Mi 07.07.2010
Autor: zocca21

Okay komisch...die Vorgehensweise wrde bei mir so im Skripi beschrieben.

Ich habs jetzt mal so gemacht wie ich es noch im Internet gefunden habe.

Lagrange Funktion:

[mm] L(x,y,\lambda) [/mm] = 3 - (3/4)x - y + [mm] \lambda(4x^2 [/mm] + [mm] 4y^2 [/mm] -9)

[mm] Lx(x,y,\lambda)= [/mm] -(3/4) + [mm] \lambda [/mm] 8x

[mm] Lx(x,y,\lambda)= [/mm]  -1 + [mm] \lambda [/mm] 8y

[mm] L\lambda (x,y,\lambda)= +4x^2+4y^2-9 [/mm]

Komm ich aber auf das selbe..

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Extremstelle mit Lagrange: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 09:35 Mi 07.07.2010
Autor: fred97


> Okay komisch...die Vorgehensweise wrde bei mir so im Skripi
> beschrieben.
>  
> Ich habs jetzt mal so gemacht wie ich es noch im Internet
> gefunden habe.
>  
> Lagrange Funktion:
>  
> [mm]L(x,y,\lambda)[/mm] = 3 - (3/4)x - y + [mm]\lambda(4x^2[/mm] + [mm]4y^2[/mm] -9)
>  
> [mm]Lx(x,y,\lambda)=[/mm] -(3/4) + [mm]\lambda[/mm] 8x
>  
> [mm]Lx(x,y,\lambda)=[/mm]  -1 + [mm]\lambda[/mm] 8y
>  
> [mm]L\lambda (x,y,\lambda)= +4x^2+4y^2-9[/mm]
>  
> Komm ich aber auf das selbe..

Ich hab doch oben gesagt, dass Du die richtigen Gleichungen hast

FRED

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Extremstelle mit Lagrange: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 09:58 Mi 07.07.2010
Autor: zocca21

Kein Problem.

Nur stehe ich jetzt wieder beim selben Problem wie zu Beginn. Ich bekomm die 3 Gleichungen nicht nach den 3 Unbekannten aufgelöst.

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Extremstelle mit Lagrange: Hinweis (edit.)
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 10:13 Mi 07.07.2010
Autor: Roadrunner

Hallo zocca!


Stelle die beiden letzten Gleichungen mit [mm] $\lambda$ [/mm] nach $x \ = \ ...$ bzw. $y \ = \ ...$ um und setze in die erste Gleichung ein.


Gruß vom
Roadrunner


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Extremstelle mit Lagrange: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 10:41 Mi 07.07.2010
Autor: zocca21

Wenn ich die letzten beiden Gleichungen nach [mm] \lambda [/mm] auflöse, kann ich sie nicht in (1) einsetzen oder? Da dort ja kein [mm] \lambda [/mm] mehr vorhanden ist.

Ich habe nun mal nach x und y aufgelöst..

y=(1 / 8 [mm] \lambda) [/mm] und x = (3 / 4 [mm] \lambda) [/mm] setzt ich diese aber in Gleichung 1 ein..erhalte ich ein sehr merkwürdiges [mm] \lambda.. [/mm]

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Bezug
Extremstelle mit Lagrange: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 10:51 Mi 07.07.2010
Autor: schachuzipus

Hallo zocca21,

> Wenn ich die letzten beiden Gleichungen nach [mm]\lambda[/mm]
> auflöse, kann ich sie nicht in (1) einsetzen oder? Da dort
> ja kein [mm]\lambda[/mm] mehr vorhanden ist.

Das stimmt wohl ;-)

>  
> Ich habe nun mal nach x und y aufgelöst..

bessere Idee!

>  
> y=(1 / 8 [mm]\lambda)[/mm] und x = (3 / 4 [mm]\lambda)[/mm] setzt ich diese
> aber in Gleichung 1 ein..erhalte ich ein sehr merkwürdiges
> [mm]\lambda..[/mm]  

Das ist der rechte Weg, ich weiß nicht, was du als merkwürdig bezeichnest?

Nicht ganzzahlig?

Nun, das sind so die meisten Zahlen in der Mathematik ;-)

Schreibe doch mal auf, was du genau bekommst, dann sehen wir weiter.

Ich erhalte für [mm] $\lambda$ [/mm] einen schönen Bruch ... (oder eher 2 Brüche ;-) )

Mit [mm] $\lambda$ [/mm] dann aufjeden Fall in die anderen beiden Gleichungen rein, um $x,y$ zu bestimmen ...

Gruß

schachuzipus


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Extremstelle mit Lagrange: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:00 Mi 07.07.2010
Autor: zocca21

(3) [mm] \lambda [/mm] 8 y = 1

y = (1 / 8 [mm] \lambda) [/mm]

(2) [mm] \lambda [/mm] 8 x =  3/4

x = (3/4 [mm] \lambda) [/mm]

Einsetzen in (1):

4* [mm] (3/4\lambda)^2 [/mm] + 4 [mm] (1/8\lambda)^2 [/mm] -9 = 0

[mm] \bruch{36}{16\lambda^2 } [/mm] + [mm] \bruch{4}{64\lambda^2 } [/mm] -9 = 0  | * [mm] \lambda^2 [/mm]

[mm] \bruch{36}{16\ } [/mm] + [mm] \bruch{1}{16 } [/mm] - 9 [mm] \lambda^2 [/mm] = 0

Stimmt des soweit?




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Extremstelle mit Lagrange: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:33 Mi 07.07.2010
Autor: schachuzipus

Hallo nochmal,

verwende doch bitte durchgehend den Formeleditor oder setze Klammern

> (3) [mm]\lambda[/mm] 8 y = 1
>  
> y = (1 / 8 [mm]\lambda)[/mm] [notok]

Du meinst [mm] $y=\frac{1}{8\lambda}$ [/mm] oder ohne Formeleditor [mm] $y=1/\red{(}8\lambda\red{)}$ [/mm]

>  
> (2) [mm]\lambda[/mm] 8 x =  3/4 [ok]
>  
> x = (3/4 [mm]\lambda)[/mm] [notok]

Was ist mit der 8 geschehen?

Ich erhalte [mm] $x=\frac{3}{32\lambda}$ [/mm]

>
> Einsetzen in (1):
>  
> 4* [mm](3/4\lambda)^2[/mm] + 4 [mm](1/8\lambda)^2[/mm] -9 = 0
>  
> [mm]\bruch{36}{16\lambda^2 }[/mm] + [mm]\bruch{4}{64\lambda^2 }[/mm] -9 = 0  
> | * [mm]\lambda^2[/mm]
>
> [mm]\bruch{36}{16\ }[/mm] + [mm]\bruch{1}{16 }[/mm] - 9 [mm]\lambda^2[/mm] = 0
>  
> Stimmt des soweit?

>

Nein

Gruß

schachuzipus

>
>  


Bezug
                                                                                
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Extremstelle mit Lagrange: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:31 Mi 07.07.2010
Autor: zocca21

X= [mm] \bruch{3}{32 \lambda} [/mm]

y =  [mm] \bruch{1}{8 \lambda} [/mm]

4 [mm] *(3/(32\lambda))^2 [/mm] + 4 * [mm] (1/(8\lambda))^2 [/mm] -9 = 0

4* [mm] \bruch{9}{1024\lambda^2 } [/mm] + 4* [mm] \bruch{1}{64\lambda^2 } [/mm] = 9

[mm] \bruch{36}{1024\lambda^2 } [/mm] + [mm] \bruch{64}{1024 \lambda^2 } [/mm] = 9

Aber auch hier ist das Ergebnis iwo falsch :(

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Extremstelle mit Lagrange: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:58 Mi 07.07.2010
Autor: fred97


> X= [mm]\bruch{3}{32 \lambda}[/mm]
>  
> y =  [mm]\bruch{1}{8 \lambda}[/mm]
>  
> 4 [mm]*(3/(32\lambda))^2[/mm] + 4 * [mm](1/(8\lambda))^2[/mm] -9 = 0
>  
> 4* [mm]\bruch{9}{1024\lambda^2 }[/mm] + 4* [mm]\bruch{1}{64\lambda^2 }[/mm] =
> 9
>  
> [mm]\bruch{36}{1024\lambda^2 }[/mm] + [mm]\bruch{64}{1024 \lambda^2 }[/mm] =
> 9
>  
> Aber auch hier ist das Ergebnis iwo falsch :(

Stimmt doch alles, weitermachen

FRED

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Extremstelle mit Lagrange: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:17 Mi 07.07.2010
Autor: zocca21

Dann ist [mm] \lambda [/mm] tatsächlich [mm] \wurzel{100 / 9216 } [/mm] ?

X = 9/10
y=6/5

x=-9/10
y=-6/5

hui aber ohne Taschenrechner schon recht zäh..
Wie kann ich daran nun noch erkennen ob es ein Minima oder Maxima ist?


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Extremstelle mit Lagrange: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:36 Mi 07.07.2010
Autor: leduart

Hallo
dass es ohne TR zäh ist, liegt an dem unnötigen ausmult
[mm] 9*32^2 [/mm] sollte man stehen lassen, um ne Wurzel zu ziehen!
Für max oder min siehe Hessematrix! Habt ihr sicher besprochen.
Gruss leduart

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Extremstelle mit Lagrange: Sorry
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 09:57 Mi 07.07.2010
Autor: Roadrunner

Hallo!


Wie oben schon festgestellt wurde: Dein Ansatz stimmt ... [sorry]

Irgendwie wirkt der [kaffeetrinker] noch nicht wirklich.


Gruß vom
Roadrunner


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Extremstelle mit Lagrange: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 10:17 Mi 07.07.2010
Autor: fred97


> Okay komisch...die Vorgehensweise wrde bei mir so im Skripi


........................skripi, wie süüüüß ....................

FRED


> beschrieben.
>  
> Ich habs jetzt mal so gemacht wie ich es noch im Internet
> gefunden habe.
>  
> Lagrange Funktion:
>  
> [mm]L(x,y,\lambda)[/mm] = 3 - (3/4)x - y + [mm]\lambda(4x^2[/mm] + [mm]4y^2[/mm] -9)
>  
> [mm]Lx(x,y,\lambda)=[/mm] -(3/4) + [mm]\lambda[/mm] 8x
>  
> [mm]Lx(x,y,\lambda)=[/mm]  -1 + [mm]\lambda[/mm] 8y
>  
> [mm]L\lambda (x,y,\lambda)= +4x^2+4y^2-9[/mm]
>  
> Komm ich aber auf das selbe..


Bezug
                                
Bezug
Extremstelle mit Lagrange: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 10:28 Mi 07.07.2010
Autor: zocca21

Skript natürlich ;) blöde tastatur

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